DC-DC電源芯片電流保護及穩(wěn)定性研究.pdf

1、目前，電源管理芯片已經廣泛應用于通信、電腦、消費電子等諸多領域。并且隨著便攜式電子設備的迅速發(fā)展，市場對重負載、高效率、高可靠性DC-DC產品的需求愈加強烈。本文緊跟市場發(fā)展動向，著力研究重負載應用下電源管理產品的穩(wěn)定性及電流保護理論方法并解決相關技術難題以提高系統(tǒng)的可靠性和轉換效率。研究成果如下。
　　1.提出了一種用于電流模降壓型DC-DC轉換器的片內自適應頻率補償結構以克服環(huán)路穩(wěn)定性依賴于負載的不足。采用該補償技術的轉換器能

2、夠產生隨負載變化的零點以抵消不同負載條件下輸出極點變化對穩(wěn)定性帶來的不良影響，從而保證轉換器在全負載范圍內均能穩(wěn)定工作。
　　2.提出了一種用于高壓降壓型DC-DC轉換器的主開關管驅動電路。該主開關管采用40V P溝道橫向擴散金屬氧化物半導體(PLDMOS)器件，其漏端到源端以及漏端到柵端可耐40V高壓，但源端到柵端最大耐壓值為5V。與傳統(tǒng)驅動電路相比，本文提出的驅動電路可以產生精準的5V驅動電壓以防止主開關管損壞，同時可以實現(xiàn)低

3、導通阻抗以及簡單的環(huán)路穩(wěn)定性設計。該驅動電路具有很強的驅動能力可以有效降低開關損耗，死區(qū)時間的加入避免了短路損耗。因此，轉換器的效率顯著提高。
　　3.提出了一種新穎的恒流恒壓控制技術以克服傳統(tǒng)電流限制方法中輸出限流值受溫度、電源電壓以及輸出電壓等參數(shù)影響較大的不足。采用該技術的轉換器可以工作在恒流或恒壓兩種模式。恒壓模式對輸出電壓進行調節(jié)，當輸出電流逐漸增大到恒流閾值，轉換器進入恒流模式對輸出電流進行限制。兩種工作模式由獨立的反

4、饋環(huán)路進行控制，從而可以獲得高精度的恒壓輸出以及恒流輸出。
　　4.提出了一種新穎的用于降壓型DC-DC轉換器的短路保護技術，推導得出轉換器所需的短路工作頻率以避免固有傳播延時的影響。在持續(xù)短路狀態(tài)，轉換器以折返的工作頻率和峰值電流限制持續(xù)低功耗工作。一旦短路狀態(tài)解除，轉換器可以自動恢復到正常工作狀態(tài)，通過輸出反饋電壓箝位軟啟動信號，短路恢復過程平穩(wěn)沒有過沖。從而在降低短路功耗的同時顯著增強芯片可靠性。
　　5.提出了一款帶

5、有自適應死區(qū)時間控制電路以及抗振鈴電路的同步升壓型DC-DC轉換器。自適應死區(qū)時間控制電路動態(tài)調節(jié)死區(qū)時間并進行零電感電流檢測，從而降低短路損耗、體二極管導通損耗、電荷分配損耗以及反向電感電流損耗，實現(xiàn)高效率。抗振鈴電路由功率管的開關時序控制，有效地抑制了當DC-DC轉換器工作在不連續(xù)導通模式時產生的振鈴現(xiàn)象，從而降低電磁干擾并進一步提高效率。
　　6.提出了一種新穎的帶有襯底切換技術的片內軟啟動電路用于電流模升壓型DC-DC轉換